رؤوس حفر ماسية رباعية الأجنحة: طريقة بدء الحفر تحدد طريقة الانتهاء منه
تحدث معظم أضرار رؤوس الحفر الماسية خلال الثلاثين ثانية الأولى من دورة الحفر. ليس في منتصف الثقب، ولا في الطبقة الصلبة في العمق، بل في البداية تمامًا - عندما تلامس رأس الحفر قاع الثقب، ويتعين على المشغل أن يقرر ما إذا كان سيدخل برفق أم سيدفع بقوة.
لقد رأيتُ مثقابًا ماسيًا جديدًا تمامًا بأربعة شفرات يُدمَّر في أقل من دقيقة لأن أحد المشغلين أسقطه على قاع البئر بأقصى سرعة دوران ووزن. اصطدمت شفرات الماس بالصخر كالمطرقة بدلًا من الشفرة، وبحلول الوقت الذي استقر فيه جهاز الحفر، كانت شفرتان قد تكسرتا، وكان المثقاب يهتز بشدة لدرجة أنه يُمكن الشعور به من خلال قضيب الحفر. لقد انتهى ذلك البئر، وذلك المثقاب، قبل أن يبدأ العمل فعليًا.
إليك كيفية تجنب أن تكون ذلك الشخص، وماذا تفعل عندما لا تتعاون الأرض معك.
قاعدة البداية البطيئة: غير قابلة للتفاوض
جميع رؤوس الحفر الماسية - سواء كانت بأربعة أو ستة أجنحة - تعاني من نفس نقطة الضعف في بداية الحفر: فالشفرات باردة، والرأس لم يتمركز بعد، ولم يستقر وزن سلسلة الحفر بالكامل في وضع ثابت. إذا قمت بزيادة سرعة الدوران إلى 400 دورة في الدقيقة ثم خفضت ضغط التغذية قبل أن يستقر الرأس في مكانه، فإنك تطلب من جسم فولاذي مقوى مزود بحشوات ماسية هشة أن يتحمل حملاً صدمياً لم يُصمم لتحمله.
قد يستغرق التسلسل الصحيح دقيقتين إضافيتين، ويجنبك سحب قطعة تالفة:
اضغط برفق. يكفي فقط وزنٌ للتأكد من استقرار المثقاب في القاع - ربما 2-3 كيلو نيوتن على مقياس التغذية. أدر ببطء، حوالي 100-150 دورة في الدقيقة. دع قواطع القياس ترسم نقش جدار الثقب، وقواطع الوجه تُحدد مسارات القطع. ستشعر باستقرار الجهاز - سيخف الاهتزاز، وسيستقر عزم الدوران في نطاق ثابت. هذه إشارة إلى أن المثقاب قد استقر في مكانه.
الآن يمكنك رفع عدد دورات المحرك في الدقيقة إلى النطاق المستهدف والبدء بإضافة الوزن تدريجيًا. لا تنتقل من 3 كيلو نيوتن إلى 12 كيلو نيوتن دفعة واحدة، بل زد الوزن تدريجيًا على مدى ثلاثين ثانية تقريبًا. لا يُحبذ التحميل المفاجئ على الماس.
تزداد أهمية هذا الترتيب عند إعادة استخدام مثقاب جديد في ثقب موجود مسبقًا. قد يختلف قطر المثقاب الجديد اختلافًا طفيفًا عن القديم، وقد يكون جدار الثقب المتآكل ملتويًا قليلًا. يُعدّ الدخول السريع عند إعادة الاستخدام طريقةً مثاليةً لتفتيت قواطع القياس.
ستيدي يفعلها: منتصف الحفرة
بمجرد بدء تشغيل المثقاب، قد يميل المرء إلى ضبطه وتركه يعمل دون تدخل - أي تشغيل التغذية وترك جهاز الحفر يقوم بالعمل. لكن الحفر المستقر لا يعني عدم التدخل. راقب مقياس عزم الدوران. إذا بدأ عزم الدوران بالارتفاع تدريجيًا دون تغيير في التكوين الجيولوجي، فهذا يعني عادةً أحد أمرين: إما أن نواتج الحفر تتراكم حول المثقاب، أو أن أحد أجزاء القطع قد بدأ بالتلف وأصبح يسحب بدلاً من أن يقطع.
يُعدّ التدفق المستمر خط الدفاع الأول. تُنتج رؤوس الحفر الماسية نواتج حفر دقيقة - أشبه بالغبار منها بالرقائق في الصخور الصلبة - ويمكن لهذه النواتج الدقيقة أن تتراكم في قنوات المياه بسرعة أكبر مما تتوقع. إذا كنت تستخدم نظام التدفق المائي، فاحرص على أن يكون معدل التدفق مرتفعًا بما يكفي لضمان أن يكون الماء العائد عند فوهة الحفر صافيًا، وليس عكرًا. فالماء العكر يعني بقاء نواتج الحفر داخل البئر، وتراكمها في الفراغ الحلقي يُنذر بانحشار رأس الحفر.
عند مواجهة تغير في التكوين الصخري - وهو أمر وارد في طبقات الفحم الصخرية - لا تكتفِ بالدفع بقوة. ففي منطقة الانتقال بين الصخر الزيتي اللين وعدسة الحجر الرملي الصلب، قد تنحرف رؤوس الحفر عن مسارها. تتميز رؤوس الحفر الماسية رباعية الأجنحة بميزة هنا: إذ يمنحها التلامس المتناظر رباعي النقاط قدرة أفضل على التمركز الذاتي مقارنةً بالتصاميم ثلاثية الأجنحة. ولكن مع ذلك، لا يزال من الضروري منح رأس الحفر وقتًا للتكيف. عند ارتفاع عزم الدوران، خفف الحمل بنسبة 20-30% واترك رأس الحفر يعمل خلال منطقة الانتقال بحمل مخفف. سينخفض معدل الاختراق مؤقتًا، لكن سيظل الثقب مستقيمًا وستبقى شفرات القطع سليمة.
ثلاث حالات طارئة وكيفية تجنب تفاقمها
الجزء عالق. أنت تعرف هذه المعلومة مسبقًا من دليل لقمة الحفر، ولكن لا بأس من تكرارها لأن كل تكوين صخري يؤثر على لقمة الحفر بشكل مختلف. في الحفر الماسي عبر التربة المتصدعة، السبب الأكثر شيوعًا هو انحشار قطعة من الصخور المنفصلة عن الجدار الصخري بين جسم اللقمة. الحل واحد: توقف عن التغذية، حافظ على دوران بطيء، وزد كمية سائل التنظيف. إذا تحررت اللقمة بما يكفي للدوران ربع دورة، فأنت تحرز تقدمًا. استمر في العمل. ما لا يمكنك فعله بتاتًا هو سحب قضيب الحفر لأعلى بقوة السحب الكاملة للحفارة - فهذه هي الطريقة التي تنكسر بها القضبان عند نقاط التوصيل.
الحفرة تنجرف. تتميز رؤوس الحفر ذات الأربعة أجنحة بمقاومتها للانحراف بشكل أفضل من معظم الرؤوس الأخرى، ولكن لا يوجد رأس حفر محصن تمامًا ضد الانحراف. إذا لاحظت اهتزاز قضيب الحفر بشكل دائري عند طوقه - بدلاً من الاهتزاز المحوري المعتاد - فمن المحتمل أن رأس الحفر ينحرف عن مركزه. خفّض سرعة الدوران إلى حوالي 120-150 دورة في الدقيقة، وخفّض وزن الثقل إلى النصف. تحتاج أجنحة رأس الحفر إلى وقت لإعادة حفر مسار مركزي. إذا استمر الانحراف بعد متر واحد من الحفر بمعايير منخفضة، اسحب سلسلة الحفر وافحص رأس الحفر. سيؤدي تآكل جزء القياس - حيث أصبح القطر الخارجي لرأس الحفر أصغر من الحجم المطلوب - إلى انحراف رأس الحفر مهما كانت دقة الحفر. استبدل رأس الحفر، وإذا استمرت المشكلة، فتحقق من استقامة قضبان الحفر.
الجزء يدخن. هذا واضح لا لبس فيه. بخار ودخان يتصاعدان من طوق رأس المثقاب، وصوت تدفق سائل التنظيف يُصدر فحيحًا في غير موضعه، وقراءة عزم الدوران ترتفع بسرعة. لا يتم تبريد رأس المثقاب. أوقف الجهاز فورًا - ليس بعد هذه المشكلة، الآن. من المحتمل أن تكون أجزاء الماس قد تضررت بالفعل، ولكن الاستمرار لعشر ثوانٍ إضافية قد يؤدي إلى انفصال سطح الماس عن الركيزة، وعندها يصبح رأس المثقاب مجرد خردة معدنية.
تحقق من مصدر تدفق الماء. هل خرطوم الماء ملتوي؟ هل المضخة تعمل بدون ماء؟ هل قنوات الماء الداخلية في قضيب الحفر مسدودة؟ أزل الانسداد، وأعد تدفق الماء، واترك رأس الحفر يبرد تمامًا قبل إعادة التشغيل - فالجسم الفولاذي يحتفظ بالحرارة لفترة أطول مما تتصور.
متى ننهي الأمر؟
يُعتبر مثقاب الماس ذو الأربعة أجنحة غير صالح للاستخدام في الحالات التالية: عندما تتآكل شفرات القطع وتصبح مسطحة، ويصبح قطر الثقب أصغر من المطلوب؛ أو عندما يكون أكثر من اثنين من شفرات القطع الأمامية مكسورين أو مفقودين؛ أو عندما يظهر أي تشقق مرئي على جسم المثقاب الفولاذي. لا تحاول حفر ثقب إضافي باستخدام مثقاب تالف. إن تكلفة استبدال المثقاب لا تُقارن بتكلفة فقدان الثقب، أو إعادة الحفر، أو انتشال جسم المثقاب المكسور من ثقب منهار.
